大推力氢氧火箭发动机液氢多级泵仿真与试验

发布时间：2021-06-07 15:35

　　作为火箭发动机的心脏,高效高扬程液氢多级泵的研制具有重要意义。对一种包括高效高扬程离心叶轮、低损失级间流道及进出口壳体的液氢多级泵进行研究,通过CFD对整个流体域进行仿真,并采用水力试验进行验证,分析了该泵的水力性能和汽蚀性能,验证了该泵设计合理,能够满足大推力氢氧火箭发动机使用需求。 

【文章来源】：导弹与航天运载技术. 2020,(04)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

氢泵结构示意

采用Ansys/CFX软件对氢泵流场进行仿真计算，为提高计算收敛性，分别在进出口段增加延伸段，进口延伸段长度约为进口壳体入口直径的4倍，出口延伸段长度约为蜗壳出口直径的5倍，整泵流体计算域包括进口壳体、叶轮、级间壳体、出口壳体及进出口延伸段，共8个子域，如图2所示。采用有限体积方法对计算区域进行离散，在Ansys Workbench下划分网格，进出口延伸段采用六面体网格，其余流体域均采用非结构化四面体网格。对计算模型进行网格无关性检查，不同网格数的计算扬程、效率及偏差如表2所示，方案II和方案III获得的扬程和效率偏差比值均小于0.01，因此本次计算最终采用网格划分方案的总网格数约为7.66×106，计算域网格如图3所示。

采用有限体积方法对计算区域进行离散，在Ansys Workbench下划分网格，进出口延伸段采用六面体网格，其余流体域均采用非结构化四面体网格。对计算模型进行网格无关性检查，不同网格数的计算扬程、效率及偏差如表2所示，方案II和方案III获得的扬程和效率偏差比值均小于0.01，因此本次计算最终采用网格划分方案的总网格数约为7.66×106，计算域网格如图3所示。2.1.2 边界条件及控制方程

【参考文献】：
期刊论文
[1]多级泵级间导叶的优化与数值仿真[J]. 薛睿,李家文,唐飞.  火箭推进. 2011(05)
[2]航天飞机主发动机主要工况验证试验[J]. 宁建华.  火箭推进. 1999(02)
[3]RD——0120 LOX/LH2液体火箭发动机研制经验[J]. 谭永华,杨瑞亭.  火箭推进. 1995(01)
[4]美国航天飞机主发动机（SSME）研制概况[J]. 王克昌.  推进技术. 1987(01)



本文编号：3216842